CN1089835C

CN1089835C - 成桩机

Info

Publication number: CN1089835C
Application number: CN 98120410
Authority: CN
Inventors: 王贵生; 张修明; 张国堂; 张振拴; 王占雷; 王维玉; 李金山; 张英义
Original assignee: HEBEI PROV ARCHITECTURE SCIENCE ACADEMY
Current assignee: HEBEI PROV ARCHITECTURE SCIENCE ACADEMY
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: CN1225964A

Abstract

一种成桩机，具有副机，沿副机上的导杆上下移动的减速箱体内设有外齿型回转支承，其内圈与减速箱体固接，减速箱体两侧分别装有主电机，回转支承外齿圈与输出齿轮相啮合，回转支承外齿圈与旋转钻体相固接，螺旋钻杆或锤杆穿过减速箱体、回转支承套入旋转钻体孔内。将可拆卸的旋转钻体如外螺旋钻、外套管互换，相应互换套以其孔内的短螺旋或全螺旋钻杆、锤杆，采用分体多样组合，一机多用，设备利用率高，无振动噪音，成本低。

Description

成桩机

技术领域

本发明涉及一种地基处理中干作业成孔灌注桩成桩机。

背景技术

目前，在地基处理中干作业成孔灌注桩成桩机大体可分为三个系列：一是锤击成孔成桩机，二是振动成孔成桩机，三是螺旋钻成孔成桩机。锤击成孔成桩机分为两类，一类是锤击沉管成桩，其主要是利用置于套管顶端的冲击锤，锤击管顶，使套管下沉挤土成孔，管内填注料提管成桩；另一类是内击沉管(法兰克)成桩，主要是利用吊于管内的重锤冲击管下端的堵塞，带动套管挤土沉管成孔，提升重锤，管内填注料提管成桩。振动成孔成桩机主要有振动沉管、振动沉管内螺旋、干法振孔器成桩机。振动沉管和振动沉管内螺旋成孔成桩机利用置于套管顶端的竖向振动锤的激振力，挤土或利用内置长螺旋排土，下沉套管成孔。振动沉管是填料振动提管成桩，振动沉管内螺旋则是提出内螺旋，灌注提管成桩。干法振动成孔器是以水平振动挤土成孔，提起干振器灌注成桩。螺旋成孔成桩机主要有螺旋钻孔成桩、钻孔扩底成桩机、螺旋套管成孔成桩机、钻孔压注成型灌注成桩机，短螺旋成孔成桩机。上述螺旋钻孔成桩机，可分为有套管的和无套管的。无套管成孔成桩机，采用长螺旋钻成孔灌注成桩。有套管的螺旋钻，国内是采用对套管静力加压沉管或振动沉管。国外采用液压动力、旋转套管沉入土中，详见《施工技术》1996年9月周广泉文《沉管灌注桩新发展——排挤土沉管灌注桩》。短螺旋成孔成桩机是短螺旋分段钻进排土，套管跟进护壁，填料提管成桩。钻孔压注成型灌注成桩机，利用螺旋钻钻进排土至设计深度，由配套的输送泵通过钻杆底部泵出砼边压注边提钻成桩。

上述成桩机具，在成桩技术上都有各自的缺点。锤击振动成孔成桩机，其明显缺点是有振动、噪音污染，国内的螺旋套管成孔成桩机是采用对套管施加静力沉管，套管垂直压入土层阻力大，而振动沉管螺旋钻成桩机仍然有振动和噪音污染；国外的旋转外套管用液压驱动，设备维护费用高；钻孔压注成型灌注成桩机，需要由造价高昂的砼泵配套，泵送设备技术要求高，能耗大。而且上述机具均为单一成桩机具，未能进行工艺组合，设备利用率低。授权公告号为CN2232454Y的中国专利公开了一种沉管灌注桩装置，它包括电动机、减速器、桩架导轨、卷扬机，其结构特点是减速器输出端设置长螺旋钻杆，长螺旋钻杆外置中空桩管，中空桩管顶端设置由机座内电机下端设置偏心块构成的双电机振动器。该装置虽然具有沉拔管能力大、成桩质量高的一些优点，但是它仍为单一成桩机具，不能实现分体多样组合而达到一机多用的目的，设备利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种工作无振动噪音，成本低，而且一机多用的成桩机。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

成桩机具有副机、由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆上下移动的副电机及减速器、副电机带动旋转的螺旋钻杆，其技术方案是副电机下面具有由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆上下移动的减速箱体，该减速箱体内设有外齿型回转支承，所述回转支承内圈与减速箱体固接，减速箱体两侧分别装有主电机、减速器，回转支承外齿圈与两侧减速器的输出齿轮相啮合，回转支承外齿圈与设于其下面的带有多个进料口的旋转钻体相固接，螺旋钻杆穿过减速箱体、回转支承套入旋转钻体孔内。

上述技术方案中回转支承外齿圈与其下面固接的旋转钻体之间为可拆卸连接。旋转钻体为由回转支承外齿圈带动旋转的外螺旋钻，螺旋钻杆为只有杆体底段具有旋螺钻叶的短螺旋钻杆，其螺旋钻叶旋向与该外螺旋钻的钻叶旋向相反。旋转钻体还可为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管，螺旋钻杆为全旋螺钻杆。旋转钻体还可为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管，螺旋钻杆为只有杆体底段具有旋螺钻叶的短螺旋钻杆。

本发明的目的还可以通过下述技术方案来实现：

成桩机具有副机、由副机上的卷扬机构带动上下移动的锤杆，其技术方案是由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆上下移动的减速箱体内设有外齿型回转支承，所述回转支承内圈与减速箱体固接，减速箱体两侧分别装有主电机、减速器，回转支承外齿圈与两侧减速器的输出齿轮相啮合，回转支承外齿圈与设于其下面的带有多个进料口的旋转钻体相固接，锤杆穿过减速箱体、回转支承套入旋转钻体孔内。

上述技术方案中回转支承外齿圈与其下面固接的旋转钻体之间为可拆卸连接。旋转钻体为由回转支承外齿圈带动旋转的外螺旋钻，锤杆为底端具有锤头的锤杆。旋转钻体还可为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管，锤杆为底端具有锤头的锤杆。

与已有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用回转支承作为成桩机传动机构，回转支承外齿与两侧减速器上的输出齿轮相啮合，由电机驱动回转支承外圈旋转，从而带动与其相连的旋转钻体转动。这样，回转支承既能减速又能驱动下面的旋转钻体工作。此结构简单、传力可靠，适用范围广，标准化程度高，维修方便，工作无振动，无噪音污染，提高了效率，降低了造价。

2、回转支承较大的中孔为分体成孔成桩机具相结合，共同构成钻、锤、挤压的多功能成桩机创造了有利条件，将与回转支承外齿圈固接的旋转钻体如外螺旋钻、外套管互换，相应互换套于其孔内的短螺旋钻杆、全螺旋钻杆及锤杆，采用分体多样组合，实现了一机多用，提高设备利用率及适应性。

本发明通过下面的例证进一步阐述其显著效果：

例证一：本发明采用外套管与全螺旋钻杆相结合护壁成孔成桩，与采用锤击振动及静力加压沉管护壁成孔成桩相比，前者克服了振动、噪音污染问题，减少了外套管与土体间的阻力，降低了能耗。

例证二：河北省辛集市某工程，地基土为饱和的粉细砂层，用传统的长螺旋钻钻土成孔因堵孔无法成桩，改为换填土法，但因软弱土层太深，挖至两米，见淤泥不得不用三合土回填。最后采用本多功能成桩机，以外套管、内全螺旋钻杆相结合浇注混凝土成桩，顺利完成地基处理。

例证三：河北省正定中学住宅楼地基土为松散砂层和饱和软塑淤泥质土，用传统的沉管和螺旋钻因振动扰民和无法成孔、无法实施，采用本多功能成桩机以外套管内全螺旋钻杆相结合浇注砼成桩，顺利解决工程难题。

附图说明

图1、图2分别为本发明中旋转钻体为外螺旋钻、螺旋钻杆为短螺旋钻杆的主视图和左视图。

图3为发明中外齿型回转支承传动的结构示意图。

图4、图5分别为本发明中旋转钻体为外套管、螺旋钻杆为全螺旋钻杆的主视图和左视图。

图6、图7分别为本发明中旋转钻体为外套管、螺旋钻杆为短螺旋钻杆的主视图和左视图。

图8、图9分别为本发明中旋转钻体为外螺旋钻、锤杆为底端具有锤头的锤杆的主视图和左视图。

图10、图11分别为本发明中旋转钻体为外套管、锤杆为底端具有锤头的锤杆的主视图和左视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明的副机7为履带式、步履式或滚管式，它们均为市售产品。由副机上的卷扬机构6带动沿副机上的导杆7a上下移动的副电机及减速器带动螺旋钻杆旋转，副电机1下面具有由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆7a上下移动的减速箱体3，该减速箱体3内设有外齿型回转支承，所述回转支承内圈12通过螺栓11与减速箱体3固接，减速箱体3上端两侧分别装有主电机2和2′、减速器8和8′，回转支承外齿圈13与两侧减速器8和8′的输出齿轮9相啮合，回转支承外齿圈13与设于其下面的带有多个进料口的旋转钻体4之间通过螺栓10固接，二者为可拆卸连接。螺旋钻杆5穿过减速箱体3、回转支承套入旋转钻体4孔内。旋转钻体4为由回转支承外齿圈带动旋转的外螺旋钻4a，其上具有4个进料口4ab。螺旋钻杆5为只有杆体底段具有旋螺钻叶的短螺旋钻杆5a，其螺旋钻叶5aa旋向与该外螺旋钻的钻叶4aa旋向相反。外螺旋钻孔(钻管)内设置反向短螺旋封堵外钻芯管底部旋入地基土中外排土成孔至设计深度，短螺旋旋压浇注混凝土，边浇注混凝土边提钻。它适应在砂土及有地下水的淤泥质土层中免振成桩。如图4、图5所示，旋转钻体4为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管4b，其上具有4个排土进料口4ba。螺旋钻杆5为全旋螺钻杆5b，其螺旋钻叶为5ba。这样外套管内全螺旋钻旋入地基土中排土成孔，外套管同向或反向旋转跟进，达到预定深度，提起全螺旋钻杆，可插入钢筋笼，打开外套管侧壁进料口4ba(灌注门扇)，浇注混凝土，边浇注边提外套管，直至桩顶。它适应在有砂土及淤泥质土层中成桩，可防止发生断桩。外套管旋转切入土中，工作可靠，阻力小、无噪音、无振动。如图6、图7所示，旋转钻体4为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管4b，其上具有4个排土进料口4ba。螺旋钻杆5为只有杆体底段具有旋螺钻叶5aa的短螺旋钻杆5a。外套管为上下开口的套管，其内的短螺旋钻杆封堵外套管底部。成孔时将外套管与短螺旋钻杆锁为一体，加压、旋转外套管，挤土成孔至设计深度，反转短螺旋推出土塞，边浇注砼，边旋压提起外套管成桩。亦可提起短螺旋，吊放钢筋后，浇注砼旋转提管成桩。它适应于有杂土，淤泥质土，地下水位以下土层。

如图8、图9、图3所示，该成桩机省去副电机，由副机7上的卷扬机构6带动锤杆14上下移动，由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆7a上下移动的减速箱体3内设有外齿型回转支承，其结构及传动部分同上述多功能成桩机，锤杆14穿过减速箱体3、回转支承套入旋转钻体4孔内。旋转钻体4为由回转支承外齿圈带动旋转的外螺旋钻4a，其上具有4个进料口4ab。锤杆14为底端具有锤头14a的锤杆。外螺旋钻为上下开口的全螺旋钻，其螺旋钻叶为4aa，孔内吊的锤杆为圆柱体形锤体，锤端为钻尖。成孔时外螺旋钻与孔内重锤锁为一体共同旋入地基土中排土成孔，至预定深度，提起重锤，向孔内注入混凝土，落锤锤击桩底，形成扩大头；继而，边提外螺旋钻，边浇注混凝土，直至桩顶。适应于底层有良好持力层，而上层土为粉细砂及淤泥质土层。既可避免形成断桩，又可为桩提供较大的承载力。如图10、图11所示，旋转钻体4为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管4b，其上具有4个排土进料口4ba。锤杆14为底端具有锤头14a的锤杆。外套管为上下开口的套管，内套的锤杆为长锤体。成孔时将吊锤与外套管锁为一体加压，旋转外套管，挤土成孔到设计深度，提锤填料，用锤夯扩成大头桩，提锤灌注旋转提管或分段填料重锤压击成桩。它适应于有杂土，淤泥质土，地下水位以下土层。

Claims

1，一种成桩机，具有副机、由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆上下移动的副电机及减速器、副电机带动旋转的螺旋钻杆，其特征在于副电机及减速器(1)下面具有由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆(7a)上下移动的减速箱体(3)，该减速箱体(3)内设有外齿型回转支承，所述回转支承内圈(12)与减速箱体(3)固接，减速箱体(3)两侧分别装有主电机(2、2′)、减速器(8、8′)，回转支承外齿圈(13)与两侧减速器(8、8′)的输出齿轮(9)相啮合，回转支承外齿圈(13)与设于其下面的带有多个进料口的旋转钻体(4)相固接，螺旋钻杆(5)穿过减速箱体(3)、回转支承套入旋转钻体(4)孔内。

2、根据权利要求1所述的成桩机，其特征在于回转支承外齿圈(13)与其下面固接的旋转钻体(4)之间为可拆卸连接。

3、根据权利要求1或2所述的成桩机，其特征在于旋转钻体(4)为由回转支承外齿圈带动旋转的外螺旋钻(4a)，螺旋钻杆(5)为只有杆体底段具有旋螺钻叶的短螺旋钻杆(5a)，其螺旋钻叶旋向与该外螺旋钻的钻叶旋向相反。

4、根据权利要求1或2所述的成桩机，其特征在于旋转钻体(4)为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管(4b)，螺旋钻杆(5)为全旋螺钻杆(5b)。

5、根据权利要求1或2所述的成桩机，其特征在于旋转钻体(4)为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管(4b)，螺旋钻杆(5)为只有杆体底段具有旋螺钻叶的短螺旋钻杆(5a)。

6、一种成桩机，具有副机、由副机上的卷扬机构带动上下移动的锤杆，其特征在于由副机上的卷扬机构带动沿副机上的导杆(7a)上下移动的减速箱体(3)内设有外齿型回转支承，所述回转支承内圈(12)与减速箱体(3)固接，减速箱体(3)两侧分别装有主电机(2、2′)、减速器(8、8′)，回转支承外齿圈(13)与两侧减速器(8、8′)的输出齿轮(9)相啮合，回转支承外齿圈(13)与设于其下面的带有多个进料口的旋转钻体(4)相固接，锤杆(14)穿过减速箱体(13)、回转支承套入旋转钻体(4)孔内。

7、根据权利要求6所述的成桩机，其特征在于回转支承外齿圈(13)与其下面固接的旋转钻体(4)之间为可拆卸连接。

8、根据权利要求6或7所述的成桩机，其特征在于旋转钻体(4)为由回转支承外齿圈带动旋转的外螺旋钻(4a)，锤杆(14)为底端具有锤头(14a)的锤杆。

9、根据权利要求6或7所述的成桩机，其特征在于旋转钻体(4)为由回转支承外齿圈带动旋转的外套管(4b)，锤杆(14)为底端具有锤头(14a)的锤杆。